Nichtlineare Mechanik beschreibt Material- und Strukturverhalten, das nicht durch lineare Beziehungen zwischen Spannung und Dehnung erfasst wird, z. B. plastische Verformung, viskoelastizität, große Verformungen und nichtlineare Stabilitätsphänomene. Mathematisch werden nichtlineare konstitutive Modelle, finiten-Elemente-Lösungen und bifurkationstheoretische Ansätze zur Vorhersage von Verhalten unter komplexer Belastung verwendet.